• 대한토목학회논문집
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• 제30권6A호
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• pp.581-590
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• 2010

본 연구는 곡선배치 텐던을 갖는 변단면 PSC의 전단을 고려한 층상화 단면해석기술을 소개한다. 곡선배치 텐던의 전단평형을 고려하기 위해서, 각 층상화 단면에서 전단응력을 직접 산출 할 수 있는 새로운 방법과 각 층상화 단면의 변형률 산정시 기존의 반복법보다 수렴 속도가 효율적인 시스템인식기법을 적용하였다. 제안기법은 변단면 PSC보의 정재하실험 결과와 비교분석 되었으며, 추정된 구조응답과 실험결과가 잘 일치하고 있다. 또한, 동일 조건에서 변단면 PSC보와 균등단면 PSC보의 거동특성이 비교분석되었다. 분석결과을 살펴보면, 휨강성은 변단면과 균등단면이 동일하지만, 전단강성은 변단면이 균등단면 보다 크다. 더욱이, 변단면의 자중이 균등단면보다 크지만 변단면의 최대처짐이 균등단면 보다 작다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.621-632
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• 2007

본 연구에서는 변형 형상을 고려한 평강 리브 보강판의 직교이방성 휨강성을 산정하고 이를 정형화하고자, 중앙에 하중이 재하되는 보강판에 대하여 x 방향 휨강성만 수정한 경우, y 방향 휨강성만 수정한 경우, x, y 방향 휨강성을 조합 수정한 경우의 해석을 수행하고, 최대처짐이 발생하는 중앙점과 x 방향 1/4지점, y 방향 1/4지점의 처짐을 기준으로 비교 분석하였다. 비교 결과, 조합 수정하는 경우가 가장 좋은 변형 형상을 나타내었으며, 이때, 각 방향 수정계수의 비율은 보강판의 제원마다 하나의 함수로 표현 가능함을 알 수 있었다. 제안한 함수의 효율성을 살펴보기 위하여, 지지조건, 변장비 및 리브 배치가 다른 보강판에 적용한 결과, 해석 예제에 비하여 오차율 증가가 크지 않았으며, 기존의 연구결과에 비하여 상당한 정확도 향상을 나타내었다. 따라서, 평강 리브를 갖는 보강판을 직교이방성 판으로 해석하는 경우, 본 연구에서 제안한 수정계수 함수를 적용하여 직교이방성 휨강성을 수정하면 간편하게 상당한 정확도의 처짐 결과를 얻을 수 있을 것으로 사료된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.513-521
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• 2003

기존의 많은 연구 결과에서 보부재에 대한 적절한 전단보강근 설치는 부재 휨 변형능력을 향상시키는 것으로 알려지고 있으나, 아직까지 이를 실용화하기 위한 연구는 미진한 실정이다. 본 연구에서는 스터럽간격과 인장철근비에 따른 휨-전단 상호 작용에 의한 하중-변위 거동을 분석하여 특히 취성이 강한 고강도 콘크리트를 이용한 보부재의 내력과 변형능력을 극대화하기 위한 방안을 마련할 목적으로 고강도 콘크리트 보에 대한 실험연구를 수행하였다. 압축강도 41MPa 및 61MPa의 콘크리트 강도를 갖는 총 15개의 보 시험체를 제작하였으며, 스터럽간격 0.25∼1.0d(유효높이)과 인장철근비 $0.55{\sim}0.7{\rho}_b$(균형철근비)를 주요 변수로 정하여 휨압축부를 포함한 전구간에 횡보강하였으며, 스터럽간격에 따른 각 시험체의 하중-처짐거동을 비교 분석하였다. 또한, 본 연구의 실험결과를 토대로 기존의 전단내력식에 대한 검토를 통하여 보부재의 하중-변위 거동과 변위 증가에 따른 전단내력감소 모델을 중첩하여 스터럽간격에 따른 휨-전단 파괴형식을 비교적 간편하게 추정하기에 적합한 전단내력식을 제시하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.165-172
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• 2002

일반적으로 모멘트 지지 강구조물은 유한요소법에 의해 이상화되고 해석되어 왔으며 기둥과 기둥의 연결부, 기둥과 보의 접합부의 정확한 비선형 해석 결과를 위해 많은 노력을 해온 반면에 기둥의 지지부에 대한 해석은 고정단 또는 힌지로 간단하게 이루어져 왔다 그러나 실제로 기둥의 지지부는 고정단도 힌지도 아닌 그 중간인 반강성으로 거동한다. 본 논문에서는 이러한 기둥 지지부를 반강성모델을 이용해서 해석하고 그 결과를 고찰하여 기둥 지지부의 강성 및 강도의 변화가 미치는 영향을 평가하였다. 미국 시방서에 의해 설계된 전형적인 두개의 3층 모멘트지지 강구조물을 이미 개발된 강성도법 및 유연도법에 기초한 7iber 유한 요소를 사용하여 해석하였다. 기등의 지지부는 고정단과 힌지사이에 있는 반강성 지지부를 모델하기 위해 다양한 강성도를 갖는 회전 스프링을 사용하였다. 실제의 기둥 지지부와 가깝게 모델된 반강성 지지부를 갖는 구조물의 해석 결과는 고정지지부를 갖는 구조물과 어느 정도 비슷한 결과를 보여주었다. 또한 pushover 해석과 비선형 시간 이력 해석을 통해 기둥 지지부의 강성도가 감소함에 따라 1층 보의 소요 처짐각(rotational demand)이 증가하는 현상이 관찰되었다 시공상의 문제 및 노화로 인한 기동 지지부의 강성도 감소는1층의 접합부에 대한 소요 터짐각의 증가를 유발하고 그것은 곧 soft-story mechanism을 유발하게 된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.9-14
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• 2017

본 연구는 일반철근과 FRPH Bar를 주철근으로 한 철근 콘크리트 보부재를 대상으로 정적실험 및 반복하중 재하실험을 수행하여 에너지 소산성능 및 반복하중 저항성능을 분석하였다. 실험을 위하여 24MPa의 설계강도를 가진 콘크리트 보부재($200{\times}200{\times}2175mm$)를 제작하였으며, 4점 휨 시험을 수행하여 초기균열하중, 항복하중, 파괴하중을 측정하였다. 정적하중 재하실험을 통해 각 시험체에 대한 항복하중과 파괴강도를 측정하였는데, 항복하중은 RC보에서는 48.9kN, FRPH 보에서는 36kN으로 평가되었으며, 파괴하중은 두 시험체 모두 50kN의 강도를 보였다. 정적하중-처짐 결과에서는 FRPH 보는 RC보에 비하여 인장경화특성을 나타내는데, 이는 FRPH bar의 인장경화 특성에 기인한다. 반복하중하에서 FRPH bar를 가진 보에서는 일반 RC보와는 다르게 작은 폭의 균열이 넓게 발생하였으며, 우수한 처짐 복원력을 나타내었다. 정적 동적 에너지 비율을 이용한 에너지 소산능력에서는 RC보에서는 0.62, FRPH 보에서는 0.83으로 평가되었으며, 이를 통해 FRPH를 가진 보부재에서 효과적으로 반복하중에 대하여 저항함을 알 수 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.393-400
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• 2011

최근 구조물 설계개념의 변화로 사용응력 수준이 높아지고, 시공 및 경제성의 이유로 고강도 재료의 활용이 증가되고 있다. 그러나 고강도 철근을 사용하면 정착 및 이음 길이가 증가하게 되어 시공성이 저하되고 상세 설계의 어려움을 유발할 수 있다. 이에 따라 이 연구에서는 고강도 철근의 정착 및 이음 길이를 단축시키기 위하여 철근 마디형상의 변화가 부착 성능에 미치는 효과를 분석하도록 하였다. 기존 철근을 포함하여 마디의 형상을 개선한 총 5개의 단순보형 실험체를 제작하여 실험하였으며, 각 실험체는 경간 중앙부에서 겹침 이음되어 부착 파괴를 유도하도록 설계하였다. 실험의 결과는 부착강도, 하중-처짐 관계 및 균열의 관점에서 분석하였으며, 기존 연구자들의 부착강도 관련 설계 및 제안식과 비교 분석하였다. 실험 결과 마디면적비가 증가된 철근은 보통 철근보다 약 11%의 부착강도 향상을 나타내었으며, 마디면적비가 같더라도 높고 낮은 마디를 혼합한 경우에는 23%의 강도 증가를 나타내었다. 또한, 부재의 처짐, 균열의 개수 및 균열폭 등 사용성 관점에서 살펴볼 때, 개선된 형태의 철근은 보통 철근과 유사한 거동을 나타내어 현장적용에 큰 문제가 없을 것으로 분석되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.7-17
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• 2019

대형 해상 구조물 시공이 증가됨에 따라 석션 가물막이 또한 대형화되고 있고, 이로 인해 가물막이 상판의 휨 변형을 효과적으로 억제하기 위한 상판 보강 설계가 가물막이 설계의 핵심적인 요소가 된다. 본 연구는 석션 가물막이 상판의 보강으로 인한 구조 거동 변화를 유한요소모델을 이용해 분석하고, 효과적인 상판 보강 배치 방안 도출을 위한 통찰을 제공하고자 한다. 기존 석션 앵커를 조사하여 각형 석션 가물막이 상판의 여러 보강 유형을 결정하였으며, 각 보강 상판을 분석하였다. 보강 상판의 응력과 변형을 비교하여 구조성능을 평가하였고, 추가로 상판 가장자리의 반력 분포를 분석함으로써 보강재 배치가 상판-케이슨 벽체 연결부에 미치는 영향을 함께 조사하였다. 유한요소해석 결과로부터, 방사방향 보강재가 상판의 처짐 및 응력 감소에 크게 기여한 반면, 상판-벽체 연결부의 수평 전단력을 집중 및 증가시켜 연결부 설계에 불리하게 작용함을 확인할 수 있었다. 또한, 내/외측 환형 보강재는 자체 보강 효과가 미미하나, 부분적으로 배치된 방사 보강재와 함께 연결해 배치되면 응력 및 처짐 개선에 기여함을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.93-102
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• 2010

최근, 토목 분야에서의 RC 구조물의 보강을 위한 FRP 사용이 증대되고 있다. 특히, FRP로 보강된 구조물의 폭발저항성능에 대한 관심이 증가하면서 폭발하중에 대한 FRP의 보강 효과에 대한 검토가 필요하게 되었다. 폭발하중을 받는 FRP의 보강 효과를 측정하기 위해 9개의 $1,000{\times}1,000{\times}150\;mm$의 RC 패널 시편을 제작하였으며, 각 시편에는 탄소섬유복합재(CFRP), 폴리우레아, 폴리우레아와 CFRP의 동시 보강한 경우와 현무암 섬유 복합재(BFRP, basalt fiber reinforced polymer)로 보강하여 각 보강 섬유의 폭발 저항 성능을 검토하고자 하였다. 폭발하중은 ANFO 15.88 kg의 장약량을 1.5 m 이격거리로 적용하였으며, 측정하고자 한 데이터는 초기 압력폭발압력하중 뿐만 아니라, 반사압력, 충격량, 중앙부의 처짐, 철근, 콘크리트 및 FRP의 변형률를 측정하였다. 각 시편의 파괴모드는 control 시편인 일반 강도 시편과 비교하였다. 실험을 통해 보강 재료에 따른 방폭 성능을 파악하였으며, 이 실험 결과는 구조물에 요구되는 방호 성능 및 방호도에 따라 보강 재료를 선택하는 기초자료로 활용될 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.1-12
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• 1994

본 논문은 철근콘크리트와 프리스트레스트 콘크리트 보의 시간의존적 거동해석에 관한 내용으로 재령-보정 유효 탄생계수법에 토대를 두고 단면 내 힘의 평형관계와 변형의 Compatibility 조건을 사용한 반복해석을 통해 부재의 거동을 파악하였다. 콘크리트의 전 단면이 유효하고 부재가 선형 탄생체로 거동하며 강재의 효과는 단지 환산단면적 개념에 따라 해석시 강성만으로 보정되는 기존의 해석방법과는 달리 모든 재료가 고유의 성질을 유지할 수 있도록 함께 고려하며 균열의 영향도 동시에 고려함으로써 모든 하중조건에서 보다 정확한 결과를 얻을 수 있도록 하였다. 특히 예제해석을 통해 시간에 따른 각 재료의 응력 재분배, 장기처짐의 발생 등 시간의존적 거동에 영향을 미치는 여러 인자의 비교 검토와 균열의 영향분석을 하였으며 설계시 보다 정확하고 합리적으로 이들의 효과를 고려할 수 있도록 하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권6호
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• pp.464-470
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• 2018

본 논문에서는 항공기 플랩 운용조건에 따라 변하는 플랩의 힌지 모멘트를 추정하는 실제적인 방법을 소개하였다. 플랩의 설계를 위하여 구조 하중해석과 풍동시험으로 산출한 힌지 모멘트를 실제 비행 힌지 모멘트와 비교할 수 있었으며, 플랩 구조의 정적 안전성을 확인할 수 있었다. 이를 위해서 두 개의 변형률게이지를 플랩 힌지에 장착하였으며, 항공기 하중 모니터링 탑재장비를 사용하였다. 지상 시험을 통해서 힌지의 변형률과 모멘트의 상관관계를 해석해와 유한요소해석으로 교정하였다. 비행 시험에서는 플랩 처짐 각도 및 속도와 함께 변형률 신호를 기록하였다. 최종적으로, 계측한 변형률을 해석해와 유한요소해석으로 교정함으로서 비행 힌지 모멘트를 추정할 수 있었다.